新加坡基因組研究院（Genome Institute of Singapore ，GIS)的科學家們與新加坡國立大學、新加坡南洋理工大學、杜克大學醫(yī)學院和普林斯頓大學的研究人員近日證實數(shù)百萬年前病毒“侵入”人類基因組改變了人類胚胎干細胞基因的“開關”的方式。該研究發(fā)現(xiàn)推動了干細胞研究及再生醫(yī)學的發(fā)展，研究論文發(fā)表在知名的《自然遺傳學》雜志上。

    美國著名植物學家和遺傳學家Barbara McClintock曾在1951年提出“轉座子”的概念。轉座子是遺傳物質(zhì)DNA的移動片段（例如病毒）能夠插入基因組中調(diào)控基因的表達。本研究就是以此作為理論的依據(jù)。

    科學家們利用新測序技術研究了人和小鼠胚胎干細胞（ES）中三個調(diào)控蛋白的基因組定位（OCT4, NANOG 和CTCF)。有趣的是雖然科學家們發(fā)現(xiàn)它們之間存在很多相似性，但人類基因的調(diào)控方式和類型卻存在很大的差異性。尤其數(shù)百萬年前某些特異的病毒插入人類基因組顯著地改變了人類干細胞的基因調(diào)控網(wǎng)絡。

    “本研究提供了無可置疑的證據(jù)證實某些散在于非編碼DNA片段中的轉座子元件是人類發(fā)育過程中關鍵的調(diào)控元件，”德州大學阿靈頓分校的副教授Cedric Feschotte博士說。

    比較人類和小鼠模型系統(tǒng)的基因調(diào)控網(wǎng)絡有助于了解干細胞分化為身體各種類型細胞的機制。“這一發(fā)現(xiàn)將有助于推動再生醫(yī)學對于帕金森氏病以及白血病的治療，”Bourque博士說：“雖然利用小鼠胚胎干細胞研究基因調(diào)控網(wǎng)絡有很多優(yōu)點，但進一步的研究應該更直接地集中于人類干細胞。這是因為將一個物種的結果轉換到另一個物種存在有許多固有的問題。同時在人類和非人類原代干細胞開展更多的研究將有助于推動干細胞的臨床應用。”

    加州大學神經(jīng)學著名教授Raymond L. White說：“論文報道了令人興奮的新發(fā)現(xiàn)，建立了新的不同的基因表達調(diào)控機制。通過比較小鼠和人的基因組，科學家們證實兩個物種的基因調(diào)控因子的結合位點并不在相同的位置。研究人員進一步證實許多位點插入了一類DNA序列即‘轉座子’元件，這些轉座子元件能夠移動到基因組的新位點。研究者們相信大量的元件是病毒基因組的進化遺留物。轉座子將調(diào)控元件的結合位點轉移到了新的位置。調(diào)控的改變可導致了生物體發(fā)生較大的改變。許多人認為調(diào)控改變是物種形成的核心，在人類的進化中發(fā)揮重要作用。這或許意味著它是該領域的一個具有劃時代意義的論文。”

    美國能源部聯(lián)合基因組研究所的負責人以及美國勞倫斯伯克力國家實驗室基因組學部門的負責人Eddy Rubin博士指出：“這一研究使用了比較基因組的方法發(fā)現(xiàn)了人類胚胎干細胞調(diào)控網(wǎng)絡的特性。這一信息是非常重要的，將推動再生醫(yī)學領域向前發(fā)展。